Rsync工作原理

1）软件简介

Rsync 是一个远程数据同步工具，可通过 LAN/WAN 快速同步多台主机间的文件。Rsync 本来是用以取代rcp 的一个工具，它当前由 Rsync.samba.org 维护。Rsync 使用所谓的“Rsync 演算法”来使本地和远程两个主机之间的文件达到同步，这个算法只传送两个文件的不同部分，而不是每次都整份传送，因此速度相当快。运行 Rsync server 的机器也叫 backup server，一个 Rsync server 可同时备份多个 client 的数据；也可以多个Rsync server 备份一个 client 的数据。

Rsync 可以搭配 rsh 或 ssh 甚至使用 daemon 模式。Rsync server 会打开一个873的服务通道（port），等待对方 Rsync 连接。连接时，Rsync server 会检查口令是否相符，若通过口令查核，则可以开始进行文件传输。第一次连通完成时，会把整份文件传输一次，下一次就只传送二个文件之间不同的部份。

Rsync 支持大多数的类 Unix 系统，无论是 Linux、Solaris 还是 BSD 上都经过了良好的测试。此外，它在windows 平台下也有相应的版本，比较知名的有 cwRsync 和 Sync2NAS。

Rsync 的基本特点如下：

可以镜像保存整个目录树和文件系统；
可以很容易做到保持原来文件的权限、时间、软硬链接等；
无须特殊权限即可安装；
优化的流程，文件传输效率高；
可以使用 rcp、ssh 等方式来传输文件，当然也可以通过直接的 socket 连接；
支持匿名传输。

2）核心算法

假定在名为 α 和 β 的两台计算机之间同步相似的文件 A 与 B，其中 α 对文件A拥有访问权，β 对文件 B 拥有访问权。并且假定主机 α 与 β 之间的网络带宽很小。那么 Rsync 算法将通过下面的五个步骤来完成：

β 将文件 B 分割成一组不重叠的固定大小为 S 字节的数据块。最后一块可能会比 S 小。
β 对每一个分割好的数据块执行两种校验：一种是32位的滚动弱校验，另一种是128位的 MD4 强校验。
β 将这些校验结果发给 α。
α 通过搜索文件 A 的所有大小为 S 的数据块（偏移量可以任选，不一定非要是 S 的倍数），来寻找与文件B 的某一块有着相同的弱校验码和强校验码的数据块。这项工作可以借助滚动校验的特性很快完成。
α 发给 β 一串指令来生成文件 A 在 β 上的备份。这里的每一条指令要么是对文件 B 经拥有某一个数据块而不须重传的证明，要么是一个数据块，这个数据块肯定是没有与文件 B 的任何一个数据块匹配上的。

 

3） 文件级别的RSync（只传输变化的文件）工作过程：（我的理解）

* 机器A构造FileList，FileList包含了需要与机器B sync的所有文件信息对name->id,（id用来唯一表示文件例如MD5）；
* 机器A将FileList发送到机器B；
* 机器B上运行的后台程序处理FileList，构建NewFileList，其中根据MD5的比较来删除机器B上已经存在的文件的信息对，只保留机器B上不存在或变化的文件;
* 机器A得到NewFileList，对NewFileList中的文件从新传输到机器B；

 

4）进一步的优化存储和传输

文件级别的Rsync + Rsync对单个文件分块比较和传输 ： 实现了文件的高效传输。

如果Server上存储有所有文件的MD5码索引的数据库 + hardlink技术 ： 实现Server的重复文件删除，单个文件只存储一份的技术。

如果server有单个文件只存储一份的技术，（有所有文件的MD5数据库），则在Rsync传输的过程中只传输Rsync Server没有的文件，如果Rsync Server由此文件直接使用。

5）rsync有六种不同的工作模式：

拷贝本地文件；当SRC和DES路径信息都不包含有单个冒号":"分隔符时就启动这种工作模式。

使用一个远程shell程序（如rsh、ssh）来实现将本地机器的内容拷贝到远程机器。当DST路径地址包含单个冒号":"分隔符时启动该模式。

使用一个远程shell程序（如rsh、ssh）来实现将远程机器的内容拷贝到本地机器。当SRC地址路径包含单个冒号":"分隔符时启动该模式。

从远程rsync服务器中拷贝文件到本地机。当SRC路径信息包含"::"分隔符时启动该模式。

从本地机器拷贝文件到远程rsync服务器中。当DST路径信息包含"::"分隔符时启动该模式。
列远程机的文件列表。这类似于rsync传输，不过只要在命令中省略掉本地机信息即可。

介绍下rsync 命令参数：

-v, --verbose 详细模式输出
-q, --quiet 精简输出模式
-c, --checksum 打开校验开关，强制对文件传输进行校验
-a, --archive 归档模式，表示以递归方式传输文件，并保持所有文件属性，等于-rlptgoD
-r, --recursive 对子目录以递归模式处理
-R, --relative 使用相对路径信息
-b, --backup 创建备份，也就是对于目的已经存在有同样的文件名时，将老的文件重新命名为~filename。可以使用--suffix选项来指定不同的备份文件前缀。
--backup-dir 将备份文件(如~filename)存放在在目录下。
-suffix=SUFFIX 定义备份文件前缀
-u, --update 仅仅进行更新，也就是跳过所有已经存在于DST，并且文件时间晚于要备份的文件。(不覆盖更新的文件)
-l, --links 保留软链结
-L, --copy-links 想对待常规文件一样处理软链结
--copy-unsafe-links 仅仅拷贝指向SRC路径目录树以外的链结
--safe-links 忽略指向SRC路径目录树以外的链结
-H, --hard-links 保留硬链结
-p, --perms 保持文件权限
-o, --owner 保持文件属主信息
-g, --group 保持文件属组信息
-D, --devices 保持设备文件信息
-t, --times 保持文件时间信息
-S, --sparse 对稀疏文件进行特殊处理以节省DST的空间
-n, --dry-run现实哪些文件将被传输
-W, --whole-file 拷贝文件，不进行增量检测
-x, --one-file-system 不要跨越文件系统边界
-B, --block-size=SIZE 检验算法使用的块尺寸，默认是700字节
-e, --rsh=COMMAND 指定使用rsh、ssh方式进行数据同步
--rsync-path=PATH 指定远程服务器上的rsync命令所在路径信息
-C, --cvs-exclude 使用和CVS一样的方法自动忽略文件，用来排除那些不希望传输的文件
--existing 仅仅更新那些已经存在于DST的文件，而不备份那些新创建的文件
--delete 删除那些DST中SRC没有的文件
--delete-excluded 同样删除接收端那些被该选项指定排除的文件
--delete-after 传输结束以后再删除
--ignore-errors 及时出现IO错误也进行删除
--max-delete=NUM 最多删除NUM个文件
--partial 保留那些因故没有完全传输的文件，以是加快随后的再次传输
--force 强制删除目录，即使不为空
--numeric-ids 不将数字的用户和组ID匹配为用户名和组名
--timeout=TIME IP超时时间，单位为秒
-I, --ignore-times 不跳过那些有同样的时间和长度的文件
--size-only 当决定是否要备份文件时，仅仅察看文件大小而不考虑文件时间
--modify-window=NUM 决定文件是否时间相同时使用的时间戳窗口，默认为0
-T --temp-dir=DIR 在DIR中创建临时文件
--compare-dest=DIR 同样比较DIR中的文件来决定是否需要备份
-P 等同于 --partial
--progress 显示备份过程
-z, --compress 对备份的文件在传输时进行压缩处理
--exclude=PATTERN 指定排除不需要传输的文件模式
--include=PATTERN 指定不排除而需要传输的文件模式
--exclude-from=FILE 排除FILE中指定模式的文件
--include-from=FILE 不排除FILE指定模式匹配的文件
--version 打印版本信息
--address 绑定到特定的地址
--config=FILE 指定其他的配置文件，不使用默认的rsyncd.conf文件
--port=PORT 指定其他的rsync服务端口
--blocking-io 对远程shell使用阻塞IO
-stats 给出某些文件的传输状态
--progress 在传输时现实传输过程
--log-format=formAT 指定日志文件格式
--password-file=FILE 从FILE中得到密码
--bwlimit=KBPS 限制I/O带宽，KBytes per second
-h, --help 显示帮助信息